目錄

卷首語(yǔ)

魔術(shù)中的繽紛科學(xué)

當(dāng)今世界，“新”字當(dāng)頭。一項(xiàng)技術(shù)發(fā)明很可能會(huì)徹底改變我們的生活習(xí)慣和行為方式。從泥瓦磚木，到銅鐵鋁鋼，再到碳纖維、石墨烯，伴隨著文明和科技的進(jìn)步，各種新技術(shù)、新業(yè)態(tài)紛至沓來(lái)，在時(shí)代這座舞臺(tái)上演繹著千變?nèi)f化的“魔術(shù)”大戲。 人類從未停止過(guò)對(duì)未...

特別策劃

魔術(shù)中的科學(xué)之“手”

人們?nèi)粘Ｓ^看的魔術(shù)表演，很多都是以科學(xué)技術(shù)為依托的。為了增強(qiáng)魔術(shù)的神秘色彩，人們常常會(huì)運(yùn)用到局部燃燒、分解、化合等手段。比如在舞臺(tái)上燃起五顏六色的火焰、使白花突然變成紅色、使紅色的水變得清澈，或者是在鎂光粉燃燒的強(qiáng)烈閃光瞬間，魔術(shù)表演者騰身...

讓水消失的“魔術(shù)師”

驚奇！能吸比自身重千倍的水 魔術(shù)中杯子里的水到底去哪了呢？原來(lái)杯子里隱藏著一種粉末，叫作高吸水性樹脂（SAPs），這是一種新型功能高分子材料，能吸收比自身重百倍甚至上千倍的水，當(dāng)它吸水膨脹后與水發(fā)生凝固，成為一種水凝膠，鎖水能力超強(qiáng)，因此水...

納米世界中的“穿墻術(shù)”

“江湖高手”的穿墻神功 動(dòng)畫片《嶗山道士》中的主角王生，夸耀自己學(xué)會(huì)了穿墻術(shù)，結(jié)果幾經(jīng)嘗試，最終被撞得頭破血流。這個(gè)故事被我們當(dāng)作笑話來(lái)看。但是，在微觀世界里，借助于量子隧穿效應(yīng)，“穿墻而過(guò)”就能夠?qū)崿F(xiàn)了。 那么，什么是量子隧穿效應(yīng)呢？舉個(gè)...

披著魔術(shù)“外衣”的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

用拓?fù)湓碜兡g(shù) 1954年，美國(guó)魔術(shù)師比爾（BillBowman）首次向公眾表演了回形針自連的魔術(shù)。由于這個(gè)系列的魔術(shù)里面蘊(yùn)藏了太多奇妙的拓?fù)鋵W(xué)原理，很多科學(xué)家開始介入研究。如果說(shuō)“拓?fù)洹钡母拍钐橄螅敲次覀儼阉每茖W(xué)手段“無(wú)限放大”，...

隨心變色的“魔術(shù)染料”

在魔術(shù)表演中，魔術(shù)師左右手各執(zhí)一張黑色梅花的撲克牌，兩張牌輕輕一碰，魔術(shù)師吹一口“仙氣”，原本的梅花圖案瞬間變成了紅桃圖案。 魔術(shù)中撲克牌的顏色變化多端，只是幻影或手法技巧不同?，F(xiàn)實(shí)中，能隨心變色的生物只有變色龍。但是，隨著“魔術(shù)染料”的出...

斷頭重生？“魔術(shù)高手”海蛞蝓能做到

生活在海里的“兔子” 在講述海蛞蝓魔幻般的技能之前，讓我們先來(lái)認(rèn)識(shí)一下這種可愛的小生物。 海蛞蝓是一種斑斕多彩、形態(tài)多樣，生活在淺海的貝類。因?yàn)楹ｒ因躅^上的觸角長(zhǎng)得像兔子耳朵，所以也被稱為“海兔”。 海蛞蝓其實(shí)還有別的名字，比如“海?！焙汀?..

空中小精靈的“魔術(shù)之旅”

自帶降噪羽毛的貓頭鷹 鸮形目鳥類，俗稱“貓頭鷹”，是典型的夜間活動(dòng)的鳥類，也是人們所熟知的“捕鼠小能手”。 作為夜行性鳥類，它們的視力和聽力絕佳。城市中的鸮形目鳥類，例如長(zhǎng)耳鸮，往往在入夜以后，站在高高的大樹上，兩只眼睛睜得又大又圓，周圍一...

隱身斗篷里的“超構(gòu)乾坤”

我們是如何看到物體的？ 要想知道隱身斗篷是如何隱身的，就要先了解人們是如何看到物體的。 光是在空間中傳播的一種電磁波。不同顏色的光對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的電磁波，人眼能夠看到的電磁波稱為可見光，也就是波長(zhǎng)范圍很窄的一段電磁波。電磁波還包括其他波長(zhǎng)不同...

視錯(cuò)覺(jué)讓魔術(shù)更精彩

迷惑視覺(jué)的鏡子魔術(shù) 魔術(shù)道具中時(shí)常會(huì)用到鏡子，鏡子有多種分類， 比如平面鏡、曲面鏡、多面鏡等， 平時(shí)大家使用的多是平面鏡， 它主要遵循光的反射定律， 鏡中的像是由光反射光線的延長(zhǎng)線的交點(diǎn)形成的，所以平面鏡中的像是虛像。虛像與物體是等大， 且...

揭秘魔術(shù)之化學(xué)道具

神奇的茶水還原術(shù) 魔術(shù)師泡了一杯清茶，濾出茶葉，隨即喝下幾口，這是一杯香濃的茶。魔術(shù)師要給這杯茶施加魔法，只見他用勺子在里面攪拌了幾下，茶水便瞬間變成了墨水一樣的藍(lán)黑色;魔術(shù)師又用勺子攪拌了幾下，杯中的藍(lán)黑色又神奇地消失了，茶水恢復(fù)了原來(lái)的...

酸堿指示劑“無(wú)字天書”的審判員

植物中的酸堿秘密 300多年前，英國(guó)年輕的科學(xué)家羅伯特·波義耳在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)，當(dāng)少許酸沫飛濺到紫羅蘭上時(shí)，花的顏色變紅了，他認(rèn)為可能是酸使其變色。為進(jìn)一步驗(yàn)證這一現(xiàn)象，他取了當(dāng)時(shí)已知的幾種酸的稀溶液，把紫羅蘭花瓣分別放入這些...

探索發(fā)現(xiàn)

豌豆：遺傳學(xué)的幸運(yùn)材料

豌豆從何而來(lái) 豌豆是最早被人類馴化和栽培的作物之一，人類栽培豌豆的時(shí)間長(zhǎng)達(dá)7000 年，中國(guó)栽培豌豆的時(shí)間可以追溯到春秋時(shí)期。這些小豆子的“老家”在亞洲西部和地中海區(qū)域，在歐洲和近東的新石器時(shí)代的遺址中也曾出土過(guò)豌豆。 因?yàn)橥愣棺蚜８缓妓?..

藍(lán)天上的交通管理空中管制（上）

當(dāng)你滿心歡喜搭乘飛機(jī)前往旅行目的地，飛機(jī)卻因突發(fā)狀況備降沿途機(jī)場(chǎng)，這可能和空中管制有關(guān)。有時(shí)候機(jī)場(chǎng)就在下方，飛機(jī)舷窗外明明晴空一片，但飛機(jī)就是不能著陸，這也可能和空中管制有關(guān)。每天，空中會(huì)有很多飛機(jī)來(lái)往，機(jī)場(chǎng)起降的航班更是異常繁忙。為了確保...

歡迎來(lái)到中國(guó)的“太空之家”天和核心艙

中國(guó)建造的第一座空間站——天宮空間站是多艙式空間站。它以天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙-1 和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙-2 為基本構(gòu)型。如果神舟飛船是一輛轎車，天宮一號(hào)和天宮二號(hào)就相當(dāng)于一室一廳的房子，而空間站則是三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間，算是“豪宅”了。 太空中的新...

馬先蒿

嬌滴滴的“寄生花” 馬先蒿屬（Pedicularis L.），是列當(dāng)科（Orobanchaceae Vent.）中最大的一個(gè)屬，全世界有500 種以上，多數(shù)生長(zhǎng)在北半球寒帶及高山區(qū)域，中國(guó)有352 種，占全球的70%。 馬先蒿是一至多年生的...

科學(xué)微距

虛擬現(xiàn)實(shí)可以扭曲人們的時(shí)間感

美國(guó)加州大學(xué)圣克魯斯分校的心理學(xué)研究人員發(fā)現(xiàn)，在虛擬現(xiàn)實(shí)中玩游戲會(huì)產(chǎn)生“時(shí)間壓縮”的效果，時(shí)間過(guò)得比你想象得要快。認(rèn)知科學(xué)專業(yè)的馬倫（GraysonMullen）與心理學(xué)教授大衛(wèi)登科（Nicolas Davidenko）合作設(shè)計(jì)了一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，...

恐龍內(nèi)耳的秘密

如果詢問(wèn)古生物學(xué)家最想知道關(guān)于恐龍的奧秘是什么，相信大部分人都想知道恐龍如何互動(dòng)以及它們是怎樣開始飛行的。然而，使用化石來(lái)推斷這些行為是非常困難的。最近，美國(guó)耶魯大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的新研究給古生物學(xué)研究人員提供了一個(gè)可行的切入點(diǎn)——古代爬行...

使用CRISPR工具遏制蚊子帶來(lái)的病毒傳播

2020年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給了CRISPR（規(guī)律間隔成簇短回文重復(fù)序列），這是一種革命性的基因編輯技術(shù)。作為一種生物學(xué)工具，它能以前所未有的精度來(lái)編輯基因組，而且更簡(jiǎn)便、成本更低。 蚊子是許多種疾病的傳播媒介，被認(rèn)為是世界上特別危險(xiǎn)的動(dòng)物...

聲音·數(shù)字·趣聞

聲音 若繼續(xù)延續(xù)以末端治理為主的控制路徑，未來(lái)十年內(nèi)大氣污染物減排潛力將基本耗盡。若在碳中和目標(biāo)下實(shí)現(xiàn)深度能源轉(zhuǎn)型，將大大推動(dòng)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量改善，使人民健康大幅獲益。 ——中國(guó)工程院院士、 清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授賀克斌 2021年6月9日，在人...

科學(xué)有料

跟著數(shù)學(xué)看世界

不可思議的“倍增” 生活中有很多看似普通但是實(shí)際上會(huì)讓我們大吃一驚的結(jié)論。比如2001 年，美國(guó)女生布蘭妮在當(dāng)?shù)爻姓业揭痪黹L(zhǎng)1.2 千米而且比較薄的衛(wèi)生紙，在父母的幫助下花了7 個(gè)多小時(shí)，完成了“把一張紙折疊12 次”的有趣項(xiàng)目，而這竟成...

學(xué)海新知

超新星爆發(fā)時(shí)，地球安全嗎？

銀河系里聚集著兩三千億顆恒星，當(dāng)然不乏大質(zhì)量恒星，堪稱一個(gè)巨大的潛在超新星“倉(cāng)庫(kù)”。而這里一旦爆發(fā)超新星，會(huì)不會(huì)對(duì)地球生命產(chǎn)生影響呢？ 并非杞人憂天 20世紀(jì)50年代以來(lái)，有科學(xué)家提出超新星爆發(fā)可能是地球生命史上物種滅絕的元兇之一。理論上，...

疫苗中的“隱形守護(hù)者”

佐劑的前世今生 疫苗的發(fā)明源于中國(guó)北宋時(shí)期開展種痘術(shù)預(yù)防天花的偉大實(shí)踐。17世紀(jì)，該技術(shù)傳入歐洲以后極大地啟蒙了現(xiàn)代免疫學(xué)的發(fā)展。在歷經(jīng)牛痘術(shù)改良、減毒微生物篩選培養(yǎng)、抗原滅活技術(shù)等多種重大技術(shù)革新后，19世紀(jì)末至20世紀(jì)初堪稱疫苗發(fā)展的第...

磁鐵+木棒就能辨別方向？

實(shí)驗(yàn)材料長(zhǎng)木棍、短木棍、扁木棒、磁鐵、羊眼釘、細(xì)線、白乳膠、剪刀、畫筆 實(shí)驗(yàn)步驟1在短木棍的兩端各鉆一個(gè)孔，大小剛好能讓長(zhǎng)木棍插過(guò)，然后將羊眼釘擰在短木棍的中間位置。2將長(zhǎng)木棍分別插入短木棍的孔中進(jìn)行固定。3在扁木棒的中心位置點(diǎn)上少許白乳膠...

藝術(shù)中的科學(xué)

穿越時(shí)空的復(fù)原大師

恐龍是已滅絕的古生物，我們?nèi)绾尾拍苤浪鼈兊哪幽?？正是一代代古生物藝術(shù)家的不懈努力，才讓我們?cè)絹?lái)越接近恐龍真實(shí)的模樣。科學(xué)復(fù)原恐龍和它們生活的世界可不簡(jiǎn)單，勾畫古生物的藝術(shù)家更不是普通的藝術(shù)家，他們不僅擁有高超的藝術(shù)素養(yǎng)，同時(shí)又具備了古生...

中華墨汁的傳承“秘籍”

墨汁為什么是黑的？ 無(wú)論是書法還是繪畫，都會(huì)用到墨汁，而這看起來(lái)黑乎乎的墨汁除了水分以外，還有些什么成分呢？其實(shí)，墨汁主要是由碳黑、膠料、添加劑加工而成。碳黑是各種原料所制取的碳素的總稱，碳黑的粉粒越細(xì)，顏色越好，制成的墨汁光潔度越好，性質(zhì)...

兵器與謀略

至暗時(shí)刻的艱難反擊

八路軍巧破“囚籠政策” 1940年夏， 侵華日軍繼續(xù)向西向南推進(jìn)， 祖國(guó)的大好河山，一寸寸被侵略者的鐵蹄踐踏。日軍對(duì)華北敵后抗日根據(jù)地推行“囚籠政策”， 試圖圍困中國(guó)共產(chǎn)黨及其領(lǐng)導(dǎo)的抗日武裝， 使敵后抗日根據(jù)地遭遇嚴(yán)重生存危機(jī)。 當(dāng)時(shí)正處于...

巨浪奔騰威震海天

巨浪-2從深海沖上云霄 讓我們把時(shí)鐘調(diào)回到2011年。隨著渤海灣的一聲巨響，一枚新型潛射導(dǎo)彈潑水而出，巨浪-2潛射戰(zhàn)略導(dǎo)彈試射成功。巨浪-2潛射戰(zhàn)略導(dǎo)彈的個(gè)頭有14米，最大射程在7500～8000千米，起飛重量40～45噸，可攜帶1枚25萬(wàn)...

行知天下

探尋沙丘鶴的“老家”

觀鶴者與沙丘鶴的美妙相遇 圣路易谷地位于美國(guó)科羅拉多州，南臨墨西哥州，面積約21000平方千米，平均海拔2336米。格蘭德河（RioGrande）是科羅拉多州最長(zhǎng)的河流，它自西北向東南方向斜穿圣路易谷地，形成了圣路易谷地國(guó)家野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)群...

去千年古剎看“立體連環(huán)畫”

“藏”著雕塑的四合院 陜西秦嶺北麓的王順山山腳下有一條藍(lán)水河，河水從秦嶺悟真峪中奔流而出，遇到一處平緩坡地后分為南北兩股水流，然后又合二為一匯入黃河。這一坡地形同小島，坡地尾端的殿宇三面環(huán)水，慢慢被世人稱為水陸庵。 對(duì)比中國(guó)各地寺廟建筑，水...

三星堆考古筆記

用新發(fā)現(xiàn)“解碼”過(guò)去 在三星堆新公布的眾多文物中，3號(hào)坑發(fā)現(xiàn)的頂尊跪坐人像體量巨大，通高115厘米，下部為一尊跪坐的銅人，雙手合握于身前，頭部頂一塊方板，方板連接青銅大口尊，尊的肩部有4條精美的龍形裝飾。同樣造型的銅器，在之前發(fā)掘的2號(hào)坑中...

科學(xué)起航

戚發(fā)軔：挺進(jìn)太空的夢(mèng)想締造者

永不放棄的航天初心 戚發(fā)軔5歲時(shí)跟隨家人遷往遼寧大連，小時(shí)候的他只知道自己是滿洲國(guó)人。1945年，蘇聯(lián)紅軍解放了大連。在戚發(fā)軔的第一堂中學(xué)課上，老師告訴他們：“我們的祖國(guó)叫中國(guó)，我們是中國(guó)人?！睆拇耍@句話如鋼澆鐵鑄般注入他的信念、理想和靈...

生活解碼

花亙四時(shí)月季的前世今生

中國(guó)月季的血脈流傳 中國(guó)作為月季的重要發(fā)源地，是世界上薔薇屬野生物種資源極其豐富的國(guó)家之一，也是世界上很早就開始栽培、選育品種的國(guó)家。 早在2000多年前的漢代，著名的“月季之母”——月月紅就已廣泛種植。盛唐時(shí)期，月季大范圍的種植觀賞帶來(lái)了...

青春密語(yǔ)

太好強(qiáng)會(huì)活成一座孤島？

流出來(lái)的眼淚是珍珠，吞進(jìn)去的眼淚是毒藥 劉淼（化名）是被班主任帶來(lái)找我的，老師說(shuō)他最近暴瘦，成績(jī)也突然下降很多，有時(shí)候還在課上打瞌睡，問(wèn)他是不是遇到什么特別的事，劉淼只是搖頭，卻什么都不說(shuō)。班主任看著他有點(diǎn)恍惚的表情，覺(jué)得不對(duì)勁，就把他帶到...

漫畫科學(xué)

和AI機(jī)器人一起去太空

這款太空AI機(jī)器人大約重5千克，擁有一個(gè)約6寸的顯示屏以及人工智能大腦。它的麥克風(fēng)和相機(jī)經(jīng)過(guò)優(yōu)化，采用了語(yǔ)音控制技術(shù)，能識(shí)別使用者的聲音和臉，還能與人類溝通交流，對(duì)語(yǔ)音指令做出及時(shí)反應(yīng)。除了交互功能，AI機(jī)器人還可以幫助航天員進(jìn)行一些科學(xué)實(shí)...

奇妙的“天梯”體驗(yàn)

太空電梯的核心是碳納米管復(fù)合碳帶，它的強(qiáng)度是鋼的百倍，柔韌性是塑料的百倍，碳納米管之所以有這么高的強(qiáng)度是因?yàn)樗?dú)特的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可以用來(lái)作碳納米管制造纖維，這樣就做出太空電梯用的纜繩了。機(jī)器升降器將用這種纜繩把電梯拉升到太空中，電梯上的牽...

科幻空間站

病毒的“超級(jí)大腦”

受人尊敬的志愿者 有人在招募志愿者，從事一項(xiàng)據(jù)說(shuō)很光榮、很偉大的事業(yè)：試驗(yàn)埃博三號(hào)病毒疫苗。這項(xiàng)事業(yè)沒(méi)什么“錢”途，沒(méi)有酬勞，連工作都算不上;不需要技術(shù)，只要是個(gè)活人就行;如果不幸“犧牲”，還會(huì)被當(dāng)作解剖研究的對(duì)象。然而我卻報(bào)名了。我想，人...

完美社會(huì)

“今天，我們?cè)谶@里共同慶賀全球虛擬網(wǎng)絡(luò)全面建成！” 隨著領(lǐng)導(dǎo)人意味不明的微笑，一股股強(qiáng)大的量子態(tài)粒子被集約成無(wú)數(shù)量子通信，“虛擬世界通行證”蜿蜒而上，直達(dá)腦域深處，刺激著大腦發(fā)出特有波頻的震動(dòng)。 這一刻，全球人民的腦電波都在同一頻率上震動(dòng)，...

夢(mèng)里繁花終是虛

“遂古之初，誰(shuí)傳道之？上下未形，何由考之？冥昭瞢闇，誰(shuí)能極之？馮翼惟象，何以識(shí)之？”這是兩千多年前的中國(guó)先哲屈原在流放途中向蒼天發(fā)出的疑問(wèn)。所有這些疑惑，最終都能歸于一點(diǎn)，也是自從人類開始抬頭仰望星空的那一刻起，就已經(jīng)產(chǎn)生的對(duì)這個(gè)世界最深的...

編讀互動(dòng)

“見字如面·對(duì)話未來(lái)”

我們每個(gè)人都對(duì)未來(lái)有過(guò)或多或少的想象，未來(lái)的自己在做什么，世界發(fā)生了哪些變化，那些藏在心底的愿望清單是否能在未來(lái)一一完成。如果可以寫一封信寄給未來(lái)，你想寫給誰(shuí)呢？ 由中國(guó)科技館、北京市委教育工委、北京市教委主辦，中國(guó)科學(xué)技術(shù)館展覽教育中心、...

百問(wèn)百答

百問(wèn)百答

滾滾而逝的江河、潺潺流過(guò)的小溪……這些美景都是濕地，濕地就在我們身邊。2021年5月，中科館大講堂邀請(qǐng)到了中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院濕地研究所的雷茵茹副研究員，帶我們一起了解濕地中珍奇可愛的生靈，探索濕地各式各樣的生態(tài)功能，探尋濕地與人類和諧發(fā)展的...